堿式氯化銅詳細(xì)介紹(含實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)）

崔若偉 · 發(fā)表于 2008-12-22 12:45:53

堿式氯化銅詳細(xì)介紹

顏新春

銅是動(dòng)物必需的一種微量元素，參與血紅素的合成和紅細(xì)胞的成熟及動(dòng)物成骨過(guò)程、毛發(fā)和皮毛的色素沉著和角質(zhì)化過(guò)程，在動(dòng)物體內(nèi)作為幾種重要酶的成分（或作為輔因子）而發(fā)揮作用。飼料中添加高銅（250mg/kg）能提高斷奶仔豬的日增重、采食量和飼料效率（Edmonds等，1985；Cromwell等，1991，1997），因此目前國(guó)內(nèi)在豬飼料中大多添加高劑量的硫酸銅。但在生產(chǎn)應(yīng)用中，由于硫酸銅易溶于水，易潮解，氧化還原能力強(qiáng)，在飼料貯存過(guò)程中極易導(dǎo)致飼料結(jié)塊、飼料營(yíng)養(yǎng)成分損失。實(shí)踐證明，飼料中維生素對(duì)銅的催化十分敏感，飼料中的脂肪也因高銅發(fā)生酸敗而導(dǎo)致飼料適口性降低的現(xiàn)象。同時(shí)動(dòng)物排出的硫酸銅會(huì)造成環(huán)境污染。為了解決硫酸銅存在的這些缺陷，美國(guó)1992年Heritage Technologies, LLC承擔(dān)一項(xiàng)旨在改良飼料原料的科研項(xiàng)目而開(kāi)發(fā)一種新的飼料添加劑——堿式氯化銅，這個(gè)項(xiàng)目現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展成為全美商業(yè)動(dòng)物飼養(yǎng)提供25%以上銅的世界級(jí)生產(chǎn)廠。同時(shí)堿式氯化銅現(xiàn)已獲得美國(guó)FDA認(rèn)證，并在美國(guó)和加拿大各州注冊(cè)。
1堿式氯化銅的理化性質(zhì)
堿式氯化銅的分子式為Cu2(OH)3Cl，分子量為213.57，它是一種墨綠色結(jié)晶型粉末，不溶于水，不潮解，在空氣中十分穩(wěn)定。它被認(rèn)為是氯化銅 (強(qiáng)酸)和氫氧化銅 (強(qiáng)堿)的結(jié)合體，在這種結(jié)合體中，四分之三的酸可以被中和。其結(jié)果是產(chǎn)生一種鹽，這種堿式鹽不溶于水卻極易快速地在動(dòng)物的腸道中溶解。這種化合物由于水溶性低，不會(huì)分解產(chǎn)生銅陽(yáng)離子而促進(jìn)飼料氧化，對(duì)飼料配方的破壞性比硫酸銅這種酸性鹽遠(yuǎn)來(lái)得低。，因此堿式氯化銅在食品和飼料中的利用率高，提高飼料和動(dòng)物組織中維生素、脂肪和油的穩(wěn)定性。
2堿式氯化銅與硫酸銅應(yīng)用效果比較
2.1對(duì)飼料養(yǎng)分穩(wěn)定性比較
堿式氯化銅在水中的溶解性差，不吸潮（見(jiàn)表1），這樣防止飼料結(jié)塊。同時(shí)1)水是氧化還原反應(yīng)的介質(zhì)，2)銅是氧化還原反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移的“熱點(diǎn)”，堿式氯化銅可有效防止對(duì)飼料養(yǎng)分如維生素、油脂等成分的破壞。

表1 堿式氯化銅與硫酸銅溶解性和吸潮性的比較

	堿式氯化銅	五水硫酸銅
吸濕性 ( 24小時(shí)在90%的相對(duì)濕度環(huán)境中的增重率)	0.43	4.7~6.6
在水中的溶解度 (毫克/升)	0.06	310

2.2對(duì)飼料混合均勻性的比較
堿式氯化銅在生產(chǎn)中經(jīng)過(guò)結(jié)晶過(guò)程，形成球狀的光滑顆粒，流動(dòng)性好；不吸潮，不會(huì)吸收水分引起結(jié)塊，這樣提高飼料混合的均勻性，降低變異系數(shù)。

表2 堿式氯化銅與硫酸銅對(duì)飼料混合均勻性的比較

研究機(jī)構(gòu)	時(shí)間	銅源	不同濃度銅(ppm)的變異系數(shù)（CV）
			300	450	600
University of Florida	1994	硫酸銅	7.51	5.77	23.0
		堿式氯化銅	1.45	1.13	2.85

表3 堿式氯化銅與硫酸銅對(duì)飼料混合均勻性的比較

研究機(jī)構(gòu)	時(shí)間	樣本數(shù)	銅濃度(ppm)	變異系數(shù)（CV）
				堿式氯化銅	硫酸銅
PARC	1999	10	20	13.89	21.22
			188	9.46	16.61

2.3對(duì)維生素穩(wěn)定性的比較
銅是氧化反應(yīng)的高效催化劑，在化學(xué)處理過(guò)程中常被用來(lái)作為這個(gè)目的。大量研究表明，在飼料混合物中，銅對(duì)維生素具有破壞作用。生產(chǎn)者盡可能把礦物元素預(yù)混料與維生素分開(kāi)。然而在全價(jià)料中氧化導(dǎo)致維生素的損失是不可避免的，在制粒飼料中也具有重要的作用。與空氣接觸（氧氣），高濕度、強(qiáng)化能量制成顆粒料都會(huì)顯著加速維生素的損失。如維生素A、E、D3和核黃素容易被氧化。大量研究結(jié)果表明，在促進(jìn)氧化反應(yīng)方面，堿式氯化銅遠(yuǎn)不及硫酸銅。硫酸銅是一種酸性鹽，極易溶于水。在混合飼料中，在以下兩方面很活躍：1）在飼料中銅離子通過(guò)溶于水而擴(kuò)散；2）每個(gè)晶體表面是活性的，酸性位點(diǎn)有助于氧化反應(yīng)的發(fā)生。想比較而言，堿式氯化銅是一類中性鹽，難溶于水。在促進(jìn)氧化反應(yīng)是不活躍的。一些研究證明了堿式氯化銅的弱氧化性。1994年佛羅里達(dá)大學(xué)運(yùn)用食品行業(yè)的流程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)全價(jià)料樣品作了一項(xiàng)研究以測(cè)定全價(jià)料氧化反應(yīng)的速度和強(qiáng)度。樣品中含有三個(gè)水平（25、100和300ppm銅）的兩種銅源（硫酸銅和堿式氯化銅）。結(jié)果表明，與硫酸銅比較，堿式氯化銅在促進(jìn)氧化反應(yīng)的能力是不活潑的。PARC（1997）監(jiān)測(cè)在肉雞早期,生長(zhǎng)期和育成期的粉料和制粒樣品中的維生素A, D3, E和核黃素的穩(wěn)定性，結(jié)果一致表明：含有堿式氯化銅的樣品在制粒過(guò)程中，維生素?fù)p失較少。接下來(lái)的實(shí)驗(yàn)中，240只仔雞經(jīng)過(guò)21天的喂養(yǎng)，在第14天和第21天，研究人員對(duì)仔雞的血清和肝臟組織進(jìn)行了分析以測(cè)定維生素E的情況。圖1反映了堿式氯化銅和硫酸銅對(duì)動(dòng)物肝臟和血清中維生素E活性的損失情況。

圖1堿式氯化銅和硫酸銅對(duì)肉雞14和21 日齡肝臟和血清中維生素E損失的影響

2.4對(duì)銅的生物學(xué)效價(jià)的比較

堿式氯化銅具有相對(duì)高的相對(duì)生物學(xué)效價(jià)。大量研究結(jié)果表明，堿式氯化銅的相對(duì)生物學(xué)效價(jià)是硫酸銅的121.7~141%。在鉬存在的情況下，牛飼喂堿式氯化銅比硫酸銅的效價(jià)更高。Jerry Spears （1995）研究結(jié)果表明，豬飼喂堿式氯化銅體內(nèi)銅的沉積比硫酸銅更有效。Miles 等 (1998)報(bào)道，堿式氯化銅的相對(duì)生物學(xué)效價(jià)是硫酸銅的106-112%。PARC（1999）報(bào)道，堿式氯化銅是硫酸銅的相對(duì)生物學(xué)效價(jià)為121.7%。佛羅里達(dá)大學(xué)在1992年，1993年和1994年連續(xù)作了三個(gè)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了堿式氯化銅在動(dòng)物飼料應(yīng)用的有效性。結(jié)果表明堿式氯化銅的生物學(xué)效價(jià)更高，安全性相同而氧化性較低。Spears等（1996）在北卡羅里納州立大學(xué)對(duì)牛作了幾個(gè)實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明堿式氯化銅有助于更好的保持銅的狀態(tài)，即便日糧中含有如硫和鉬之類的拮抗因子，也是如此。之所以能夠如此是因?yàn)閴A式氯化銅鹽不溶于象瘤胃這樣pH值呈中性的液體中。這樣就有利于后來(lái)的吸收，而不會(huì)以硫代鉬酸鹽的形式被排泄出去。
2.5對(duì)動(dòng)物生產(chǎn)性能的影響
國(guó)外有關(guān)堿式氯化銅對(duì)動(dòng)物生產(chǎn)性能也作了大量的餓研究，結(jié)果均證實(shí)用低濃度的堿式氯化銅替代高濃度的硫酸銅，能起到同樣的促生長(zhǎng)效果。 Cromwell等 (1998)等研究結(jié)果表明，堿式氯化銅在促進(jìn)斷奶仔豬生長(zhǎng)方面和硫酸銅一樣有效。150ppm堿式氯化銅比200ppm的硫酸銅更有效。PARC（1999）用125和188ppm的銅，來(lái)自堿式氯化銅的銅比任何水平的硫酸銅均能顯著提高增重和改善飼料效率。PARC (1998)報(bào)道，在改善增重方面，添加188ppm堿式氯化銅和250ppm的硫酸銅效果一致。United Feeds（1995）報(bào)道，斷奶仔豬日糧中150ppm堿式氯化銅與200ppm的硫酸銅具有同樣的促生長(zhǎng)效果，結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖2 堿式氯化銅和硫酸銅對(duì)斷奶仔豬促生長(zhǎng)效果

2.6對(duì)抗菌效果的比較
國(guó)外有報(bào)道表明，堿式氯化銅的抗菌效果比硫酸銅好。PARC(1999)研究表明，堿式氯化銅對(duì)Coccidia和Candida Albican的抑制效應(yīng)更高，Crop Mycosis = 135%, Coccidial lesions = 151%。 PARC(1998)體外試驗(yàn)結(jié)果表明，堿式氯化銅對(duì)E. Coli, Salmonella和Camplobacter的抑菌效果更好。
2.7.對(duì)環(huán)境的影響
少劑量的堿式氯化銅可達(dá)到高劑量硫酸銅的飼喂效果，可以降低銅的添加劑量，降低銅的排放。據(jù)報(bào)道，飼料中添加相同劑量的銅，由堿式氯化銅提供，豬糞可溶性銅含量降低15%以上，有利于保護(hù)環(huán)境，符合畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展政策。
3堿式氯化銅的應(yīng)用前景
堿式氯化銅在美國(guó)已有十多年的應(yīng)用歷史，為全美商業(yè)動(dòng)物飼養(yǎng)提供25%以上銅，現(xiàn)已獲得美國(guó)FDA認(rèn)證，并在美國(guó)和加拿大各州注冊(cè)。在過(guò)去的應(yīng)用實(shí)踐中表明，堿式氯化銅比硫酸銅在生產(chǎn)中應(yīng)用具有以下優(yōu)勢(shì)：1）成本上，堿式氯化銅含量高，降低運(yùn)輸與貯存成本；生物學(xué)利用率高，降低添加成本；2）飼料品質(zhì)上，一方面提高銅在飼料中分布的均勻性，另一方面堿式氯化銅不溶于水，不吸潮，減少對(duì)飼料養(yǎng)分如維生素、油脂的破壞，提高飼料品質(zhì)；3）生產(chǎn)性能上，改善動(dòng)物增重和飼料轉(zhuǎn)化效率，同時(shí)抗菌效果比硫酸銅好，可有效改善動(dòng)物的抗病力；4）環(huán)境保護(hù)上，目前動(dòng)物飼料為了達(dá)到促生長(zhǎng)要求及養(yǎng)殖戶盲目要求糞便黑的效果，在飼料中添加高銅（由硫酸銅提供），由于硫酸銅的高溶解性，銅的大量添加和排泄加重了銅對(duì)環(huán)境的污染。而由堿式氯化銅提供，可降低糞便中的銅含量和可溶性銅含量，有利于保護(hù)環(huán)境，符合畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展政策。因此，在畜牧生產(chǎn)中，用堿式氯化銅替代硫酸銅既經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，又符合環(huán)保要求，為畜牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展找到了一個(gè)解決的辦法，堿式氯化銅將具有廣闊的應(yīng)用前景。

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#作者：顏新春